(57)【要約】【課題】  薄く、ランニングコストが安価であり、ロール表面全般を均一に加温し易く、イオンが発生する発熱体、回転ロール、事務機器用部品を提供する。【解決手段】  錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材がシート状の基板上に設け、発熱材表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けた。前記発熱材の表面をシート状の保護材で被覆し、その発熱材表面又は保護材の外側表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けた。イオン発生材を金属、遠赤外線発生材をセラミックスとし、それらを箔、不織布、薄膜、パウダー、フィルム、シートとして発熱材表面又は保護材の外側表面に積層した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材がシート状の基板上に設けられたシート状発熱体において、前記発熱材表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けたことを特徴とするシート状発熱体。
【請求項２】
錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材がシート状の基板上に設けられ、発熱材の表面がシート状の保護材で被覆されたシート状発熱体において、前記発熱材表面又は保護材の外側表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けたことを特徴とするシート状発熱体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のシート状発熱体において、イオン発生材が金属、遠赤外線発生材がセラミックスであり、それらが箔、不織布、薄膜、パウダー、フィルム、シートで発熱材又は保護材の表面に積層されたことを特徴とするシート状発熱体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート状発熱体において、その発熱電源が太陽光発電装置から発生する電気であることを特徴とするシート状発熱体。
【請求項５】
錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材が回転ロールの内部又は外表面に設けられ、その発熱材の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材が設けられたことを特徴とする回転ロール。
【請求項６】
回転ロールの内部又は外表面に、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシート状発熱体が設けられたことを特徴とする回転ロール。
【請求項７】
錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材が事務機器用部品の内部又は外表面に設けられ、その発熱材の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材が設けられたことを特徴とする事務機器用部品。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシート状発熱体が事務機器用部品の内部又は外表面に設けられたことを特徴とする事務機器用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状、フィルム状の薄い発熱体と、その発熱体を備えた搬送各種回転ロール、前記発熱体を備えたコピー機、プリンタ等の各種事務機器の各種部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発熱体の主なものとしてヒータ線がある。複写機の搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、感光ロール等の各種回転ロールは、表面が結露するとその表面と接触する紙が濡れて印字や印画が滲んで不鮮明になることがある。従来の回転ロールは結露防止のため、回転ロールの内部にヒータ線を埋設し、そのヒータ線の発熱によってロールを加温できるようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の回転ロールは次のような課題がある。
（１）ヒータ線は消費電力が大きいため常時発熱させるとランニングコストが高くなる。このため通常は、不使用時には消費電源の少ない待機状態にしておき、使用時に電源を投入して発熱させている。この場合、使用可能となるまでのウォーミングアップに時間がかかり、作業開始までの待ち時間が長くなって作業性が悪い。
（２）ヒータ線は線状であるためロール全般に配置しないとロール全体の温度を均一に保つことが難しい。ロール全般に密に配置すると消費電力が多くなってランニングコストが高くなる。また、ロールが大型化し、重くなり、コストアップにもなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、消費電力が少なく、電源投入後から所定温度になるまでのウォーミングアップ時間が短く、ロール表面全般を均一に加温し易く、発熱によりイオンが効率よく発生される発熱体と、その発熱体で加温できるようにした回転ロールと各種事務機器の構成部品を提供することにある。
【０００５】
本発明のシート状発熱体は請求項１記載のように、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材がシート状（フィルム状、テープ状、帯状等を含む）の基板上に設けられたシート状発熱体において、前記発熱材表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けたものである。請求項２記載のように、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材がシート状の基板上に設けられ、発熱材の表面がシート状の保護材で被覆されたシート状発熱体において、前記発熱材表面又は保護材の外側表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けたものとすることもできる。請求項３記載のように、前記シート状発熱体において、イオン発生材が金属、遠赤外線発生材がセラミックスであり、それらが箔、不織布、薄膜、パウダー、フィルム、シートで発熱材又は保護材の表面に積層されたものとすることができる。請求項４記載のように、前記シート状発熱体において、その発熱電源を太陽光発電装置から発生する電気とすることができる。
【０００６】
本発明の回転ロールは請求項５記載のように、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材が回転ロールの内部又は外表面に設けられ、その発熱材の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材が設けられたものである。請求項６記載のように、回転ロールの内部又は外表面に前記シート状発熱体を設けたものとすることもできる。
【０００７】
本発明の事務機器用部品は請求項７記載のように、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材が事務機器用部品の内部又は外表面に設けられ、その発熱材の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材が設けられたものである。請求項８記載のように、前記シート状発熱体を事務機器用部品の内部又は外表面に設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
１．本発明のシート状発熱体は錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱材を使用してあるため、熱転換率が他の発熱材に比較して高効率であり、電源投入後、所定温度までの立ち上がり時間も短く、消費電力が少なくなり、ランニングコストが低減する。
２．前記シート状発熱体の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を設けたので、シート状発熱体で加熱されたイオン発生材からイオン（金属イオン）が効率よく発生され、イオンの滅菌、消毒、殺菌、除菌、防腐、抗菌、防カビ等の各種作用により、シート状発熱体の周囲環境が改善される。遠赤外線発生材から遠赤外線が発生されるので事務機器などに使用した場合の加温効果が向上する。
３．本発明のシート状発熱体は太陽光発電システムで発電される電気を発熱用電源とするので、省エネになり、ランニングコストが低減する。
４．本発明の回転ロール、事務機器用部品は、それらの内部又は外表面に発熱材を直に又はシート状発熱体を設けたので、事務機器用部品が格別大型化することも重くなることもなく、ロール表面全般を均一に加温することができ、回転ロール、事務機器用部品やその付近の部品等の表面の結露を防止することができ、複写機やプリンタ等の印刷用紙が結露の水分で湿ることがなく、印字された文字が滲んだりしにくい。また、回転ロールが複写機用定着ロールの場合はトナーが付着しやすくなる。
５．錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし通電により発熱する発熱材を回転ロールや事務機器用部品の内部又は外表面に直接設けた場合は、シート状発熱体を設けた場合よりも回転ロールや事務機器用部品が小型化、軽量化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（シート状発熱体の実施形態）
本発明のシート状発熱体は、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とし、電源供給により発熱する発熱材１（図１（ａ））をシート状、フィルム状の薄い基板２の上に薄膜状に付着させ、その発熱材１の表面にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３を設けてある。本発明のシート状発熱体は図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、発熱材１の表面を保護材４で被覆することもできる。この場合は、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３を図１（ｂ）のように保護材４の内側の発熱材１の表面に設けることも、図１（ｃ）のように保護材４の外表面に設けることもできる。
【００１０】
発熱材１は通電することによって発電する発熱機能材であって、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とするものである。発熱材１は塩素（Ｃｌ）成分が含有されていてもよい。また、副成分として、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化ガリウム、酸化インジウム、ＩＴＯ等の他の金属化合物が少量含有されてもよい。金属化合物としては種々の原子価の酸化物を使用することができる。また、亜鉛、錫、アンチモン、ビスマス、鉛、ガリウム、インジウム等の金属単体を少量含有してもよい。一般的に高原子価酸化物は高抵抗値であり、低原子価酸化物及び金属単体は低抵抗値である。この発熱材１は通電しても発火せず、熱交換率が高く、低コストに多量生産できるという利点がある。発熱材１の主成分たる錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物の具体的な構造、組成、物性については未だ具体的に解明されていないが、Ｓｎ、Ｐｂ、及びＯの三元素、又は、これにＣｌを加えた四元素が所定の比率で結合、結晶化することにより、発火することなく発熱可能であり、熱交換率に優れ、低コストで多量生産も可能な本発明のシート状発熱体５が実現されていると考えられる。
【００１１】
発熱材１はシート状の基板２の上に溶射法又は真空蒸着法等によって付着することができる。溶射法や真空蒸着法を用いることにより、基材２が複雑な形状であっても発熱材１を均一に付着させることができる。基材２への発熱材１の付着は前記溶射法又は真空蒸着法以外の方法で行うこともでき、例えば、発熱材１とバインダーとを混合して発熱材１を基板２に付着することもできる。
【００１２】
基板２には任意の材質のものを用いることができ、例えば絶縁性のある樹脂製のフィルム、シート、板などを用いることができる。発熱材１からは電源線が引き出されており、それに電源供給することにより発熱材１が発熱する。電源供給は太陽光発電システムから発電される電気を供給することもできる。太陽光発電システムから発電される電気は蓄電器に蓄電しておいて必要時にのみ供給することができる。
【００１３】
本発明で使用するイオン発生材としては金属がある。金属としては銅、銀、チタン、酸化銅、それらの合金、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化クロム等が適し、セラミックスとしてはアルミナ、ジルコニア、チタニア、シルカ、ジルコン、マグネシア等が適する。遠赤外線発生材としては例えばセラミックスがある。本発明ではイオン発生材と遠赤外線発生材とを混合して使用することも、２層に積層して使用することもできる。これらイオン発生材や遠赤外線発生材は発熱材１の表面や保護材４の外表面に箔状や不織布にして接着剤で貼り付けたり縫い付けたりし、塗料状のものを薄膜状に塗布したり、パウダー状のものをバインダーで付着させたりすることができる。
【００１４】
（回転ロールの実施形態１）
本発明の回転ロールの実施形態の一例を図面に基づいて説明する。図２、図３に示す回転ロールは搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、搬送ロール、感光ロール等の各種回転ロールである。図２に示す回転ロール６は回転軸７の外周に中空のロール８が設けられた軸付きロールであって、図３に示すようにロール８の内側全周面に図１（ａ）に示すシート状の発熱体５を設けたものである。
【００１５】
前記回転ロール６は図３に示すようにその軸方向両端部に軸受９が内装固定されており、その軸受９内に回転軸７が挿入固定されている。ロール８の外周面は研磨されて回転軸７の軸を基準として真円或はほぼ真円のロール状に成形されている。ロール８の材料としては変形しにくく、外周面が滑らかなものが望ましく、例えば、硬質のゴム製、樹脂製、金属製とすることができる。図１、図２に示すシート状発熱体５はロール８の内面全周に貼り付けられている。シート状発熱体５はロール８の内面ではなく図４のように外表面に設けることもできる。
【００１６】
本発明の回転ロール６は図４に示すように回転軸７の外周に中実のロール８が設けられた軸付きロールでもよく、回転軸が装備されていない軸なしロールであってもよい。いずれの形態の回転ロールの場合も、発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３をロール８の内部又は外周面に設けたものとする。
【００１７】
（回転ロールの実施形態２）
本発明の回転ロールでは、細長のテープ状、帯状の発熱体５をロール８の内部や外表面に設けることもできる。この場合は、例えば、図５（ａ）のように間隔を開けて螺旋状に巻いたり、図５（ｂ）のように多数本を螺旋状に右巻き及び左巻きにしたり、図５（ｃ）のように多数本をロール８の周方向に間隔を開けてロール８の軸方向に沿って貼り付けたりすることができる。
【００１８】
（回転ロールの実施形態３）
本発明の回転ロールは前記したシート状発熱体５をロール８に設けるのではなく、図６に示すように、発熱材１とイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３をロール８の外表面に直に設けることもできる。直に設ける方法としては例えば蒸着、溶射、バインダーでの付着などがある。この場合も発熱材１には通電用の電源線が接続される。
【００１９】
（事務機器用部品の実施形態１）
本発明の事務機器用部品は、コピー機、プリンタ等の各種事務機器に用いられる、回転ロール外周に設けるカバーやハウジング、ワークをガイドするガイド部品等の各種事務機器用部品に関するものである。本発明の事務機器用部品の実施形態の一例を図７に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態の事務機器用部品の一つとして図７に示すカバー２１がある。このカバー２１は二本の回転ロール６の夫々の外側に配置されて、回転ロール６を保護し、回転ロール６からのトナーや塵芥類の飛散を防止するためのものである。このカバー２１の回転ロール６に対向する面に前記発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３が設けられている。この発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３は図１（ａ）〜（ｃ）に示すシート状のものであってもよい。発熱材１には通電用の電源線が接続されている。
【００２１】
本実施形態の事務機器用部品の他の例として図７に示すガイド２３がある。このガイド２３は二本の回転ロール６間を通過して図中矢印Ａ方向に送り出された紙や基板等の各種ワーク２２を送り出すためのものである。このガイド２３のワーク２２に対向する面に前記発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３が設けられている。この発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３も図１（ａ）〜（ｃ）に示すシート状のものであってもよい。発熱材１には通電用の電源線が接続されている。
【００２２】
カバー２１、ガイド２３の形状、サイズ等は用途に合わせて任意とすることができる。カバー２１、ガイド２３の材料としては熱変形しにくいものが望ましく、例えば耐熱樹脂製、金属製、耐熱ゴム製のものが望ましい。
【００２３】
（事務機器用部品のその他の実施形態）
図７に示すカバー２１やガイド２３は、本発明の事務機器用部品の実施形態のあくまでも一例であり、この他にも、任意の事務機器用部品に発熱材１及びイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３を設けることもできる。例えば、回転ロールを収容するハウジングや、回転ロールに接触して余剰トナーを除去してその飛散を防止する飛散防止具等に設けることも可能である。また、発熱材１は、カバー２１やガイド２３の表面に限らず、それらの内部に設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明における発熱材１、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材３は前記した構造、形状の回転ロール及び各種事務機器用部品のみならず、他の部品や装置等に応用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は基板に発熱材、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を積層したシート状発熱体の説明図、（ｂ）は基板に積層した発熱材、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材の外側に保護材を積層したシート状発熱体の説明図、（ｃ）は基板に積層した発熱材、保護材の外側にイオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を積層したシート状発熱体の説明図。
【図２】本発明の回転ロールの一例を示す外観説明図。
【図３】本発明の回転ロールの縦断面図。
【図４】本発明の回転ロールの他例であり、ロール外周面にシート状発熱体を貼り付けた状態の断面図。
【図５】本発明の回転ロールの異なる例であり、（ａ）はテープ状の発熱体をロール内部に螺旋状に巻いた回転ロールの説明図、（ｂ）はテープ状の発熱体を右巻き及び左巻きに巻いた回転ロールの説明図、（ｃ）はテープ状の発熱体を軸方向に貼った回転ロールの説明図。
【図６】本発明の回転ロールの他例であり、ロール外周面に発熱材、イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材を付着させた回転ロールの断面図。
【図７】本発明の事務機器用部品の実施形態の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１  発熱材
２  基板
３  イオン発生材又はイオン発生材及び遠赤外線発生材
４  保護材
５  シート状発熱体
６  回転ロール
７  回転軸
８  ロール
９  軸受
２１  カバー
２２  ワーク
２３  ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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